我需要详细的解,用向量法或者三力汇交原理,不要力臂和力矩的说法~好的加分~

在灭火抢险的过程中,消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业,已知消防车梯子的下端用摩擦很小的铰链固定在车上,上端靠在摩擦很小的竖直玻璃幕墙上。消防车静止不动,在消防队员沿梯子匀速向上爬的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 铰链对梯的作用力逐渐减小 B. 墙对梯的弹力不变
C. 地面对车的摩擦力逐渐增大 D. 地面对车的弹力不变

物体的平衡分两个方面:平动平衡和转动平衡,对于平动平衡,可以将物体看成质点,把所有力看成共点力,但对于转动平衡,将物体视为质点就没有任何意义,把所有力的作用点都移到一点是没办法研究转动的,就像你没办法说一个点在自转一样,所以不要回避力矩的问题,否则你永远解决不了问题。你能用三力汇交研究杠杆平衡吗?反正我是不能。
这个题选CD
视铰链为支点,人重力的力矩增大,因此墙的支持力必增大,所以B错。这一点必须通过力矩来判断!其他3个选项都可以在B的基础上用共点力就能判断了。
梯子受力平衡,因此人的重力(对梯子的压力)、墙的支持力、铰链的力三力平衡,墙的支持力增大,铰链对梯子的作用力必增大,A项错
对车、梯子、人三者整体分析,受地面支持力、地面摩擦力、重力、墙的支持力而平衡。墙的支持力增加,为水平方向,因此地面摩擦力必增大。C项对
竖直方向受力不变,因此地面对车的弹力不变,D项对
不知道能不能说服你追问

这是一个高中题,你觉得用力臂力矩高中生能听懂么?反正如果我是高中生我听不懂~
那你就把人的重力力矩增大讲仔细点,力臂力矩我很生疏~~~~谢谢了~~

追答

那就用力臂的角度吧,初中肯定都学过杠杆原理,肯定知道动力X动力臂=阻力X阻力臂
把铰链处视为支点O,则重力的力臂是从O点向重力的作用线引垂线,是水平方向。随着人越怕越高,O点距离重力的作用线的距离越来越远,而重力不变,即此时 动力X动力臂增大了,要想平衡,必须阻力X阻力臂增大。阻力是支持力,支持力的力臂是从O引支持力作用线的垂线,力臂是竖直方向。支持力作用点和方向都不变,所以力臂不变,因此只能是支持力增大。
这样可以明白吗?

追问

你的意思是动力是重力,阻力是墙的支持力?那么铰链的力是什么呢?如何处理?

追答

其实重力和支持力哪个是动力都无所谓,主要原理就是杠杆受两个力时,一个力乘以它的力臂等于另一个力乘以它的力臂
铰链在这里视为质点,在考虑杠杆平衡时不考虑它的受力,铰链的受力可以通过共点力平衡来解决,它的力的方向应该是斜向上的
还有这题答案错了,不选A,不能将与墙接触的点视为支点,因为不动点是铰链处,不是墙壁那一点

对不起,更正一下,理论上可以把任意一点当成支点,得到的结论都应是相同的。但是在这个问题里,把梯子和墙的接触点当成支点是不合适的,因为铰链的力的方向无法判断,无法确定它的力臂的大小怎样变化,所以也就无法判断铰链处的力的大小怎样变化,而墙给梯子的支持力方向是不变的,它对铰链的力臂是不变的,所以可以视铰链为支点,而把墙和梯子的接触点当支点得出铰链受力变小的结论是错误的

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第1个回答  2011-11-23
把人、梯子、车看做一个系统,其处于平衡状态,所受合力为零。
竖直方向上:G人+G梯+G车=N地(系统所受重力与地面所给支持力平衡) D。√
力矩方面:人向上,力矩增大,墙对梯的力矩增大,墙对梯的弹力增大。 B 。X
对人、梯系统水平方向:N墙=N铰(系统所受墙面的弹力N垂直于墙面即水平,与其所受铰链的作用力平衡),N墙增大,N铰增大。 C。√
N铰作用力源自地面对车的摩擦力f,N增大,f增大。 A。X追问

你在B答案中对力矩增大的分析能详细些么,我不是太明白,谢谢了
还有C答案的分析我也看得不是很明白~
最后我想说的是这是个高中题,答案选的是AD~

追答

对于铰链,梯子只能沿铰链旋转运动,当梯子稳定时,其受的力矩平衡。人在梯子上,其重力分解成与梯垂直的力和与梯同方向的力。与梯垂直的力与人到铰链的距离之积为力矩,无疑这个力矩在加大。那么,相反方向的力矩亦需随之加大才能保持平衡,梯长不变,只能是墙的反作用力加大了。这与两个人抬物体,物体向一边移动时,这边的人会觉得越来越重的感觉是一样的。
既然墙的反作用力加大了,在水平方向的分解力也加大了,为保持平衡,磨擦力必须加大。这也是人爬梯子的时候爬得越高梯子越容易滑下来的原因。
对于铰链,水平方向一方面受到梯子滑开的力,另一方面受到车子拉住不让滑开的力,二力平衡。梯子滑开的力来自墙的反作用力,这个力在增大,因此车子拉住不让滑开的力也在增大,而这个力来自车轮对地的磨擦力,因此摩擦力也增大

第2个回答  2011-11-24
答案确实就是A,D
A、将梯子视为杠杆,梯子和墙面接触的点视为原点,杠杆受力是平衡的,人对梯子的作用力就是重力,重力是不变的,但是人向上的过程中,力臂越来越小,所以力矩就减小,铰链对梯子的力矩也要减小才能平衡,铰链对梯子的力臂没变,作用力当然减小,A对。
B、同样将梯子视为杠杆,但是以铰链为原点,人对梯子的力大小不表,但是力臂变大,所以力矩是变大的,墙对梯子的力臂不变,所以作用力变大,B错
C、以车子,梯子,人为整体考虑,重力没变,摩擦力只与重力和摩擦系数有关,摩擦系数显然也没变,所以摩擦力是不变的,C错。(这里可能不好理解,因为分析B的时候知道墙对梯子的水平了增大了,但是回头看看分析A的情况,铰链对梯子的作用力是减小了,根据力的相对原理,铰链梯子对铰链的作用力是减小的,这部分变化正好抵消了墙对梯子的作用力增大。)
D、同样重力没变,地面对车的弹力也不变,D对。追问

力臂是在变大吧?看来答案是有问题的,或者两个题目并不一样~

追答

梯子的两头都可以视作原点,这就是这题的关键,要灵活运用,将梯子靠墙那头看成原点的时候,人向上的过程中,力臂是变小的。

第3个回答  2011-11-23
把人和梯子看做一个系统,其处于平衡状态,所受合力为零。
竖直方向上:G人+G梯=N地(系统所受重力与地面所给支持力平衡)
水平方向:N墙=f(系统所受墙面的弹力N垂直于墙面即水平,与其所受地面的摩擦力f平衡)
答案:B,D追问

按照你的说法,人从梯子上下来,都是一个力的平衡过程咯?

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